中科院成功研制大口徑“十字交叉溫孔”磁體系
發布時間：2017/04/20 點擊量：
從中科院電工所獲悉，該所超導磁體及強磁場應用研究部在國家重大基礎科學設施“穩態強磁場裝置”項目的支持下，采用無液氦傳導冷卻磁體技術，成功研制出國內首臺大口徑“十字交叉溫孔”的高場超導磁體系統，可在同時具備了水平和垂直兩個方向的“十字交叉溫孔”(100mm口徑)中產生8~10T的恒定磁場。
據介紹，具有“十字交叉溫孔”結構的超導磁體具有分裂間隙為134mm的電磁結構，線圈中最大磁場為13.5T，分裂間隙中線圈間的電磁吸引力可達235噸。為了克服大分裂間隙中超導線圈的巨大電磁力對超導性能的影響，優化了超導磁體的機械結構和傳熱結構，獲得了最優的電磁-應力-傳熱結構一體化設計方案。整個超導磁體系統的冷卻載荷達1噸，采用傳導冷卻技術成功地實現了將大體積復雜結構冷卻載荷的溫度降低至3.8 K超低溫，保證了超導磁體系統的穩定運行，擺脫了超導磁體系統對液氦、液氮等的依賴。
科研人員指出，具有“十字交叉溫孔” 結構的大口徑高場超導磁體，不僅能為用戶提供較大的強磁場應用空間，還可對樣品試驗過程的實時觀測提供條件，被廣泛用于材料處理、磁光學和磁化學等領域的探索研究。
日前，該系統已通過專家組的測試驗收，各項指標均達到設計要求。中科院電工所研制成功的大口徑“十字交叉溫孔”高場超導磁體系統，標志著我國在復雜結構高場超導磁體設計和制造的技術進入了國際先進行列。
據介紹，具有“十字交叉溫孔”結構的超導磁體具有分裂間隙為134mm的電磁結構，線圈中最大磁場為13.5T，分裂間隙中線圈間的電磁吸引力可達235噸。為了克服大分裂間隙中超導線圈的巨大電磁力對超導性能的影響，優化了超導磁體的機械結構和傳熱結構，獲得了最優的電磁-應力-傳熱結構一體化設計方案。整個超導磁體系統的冷卻載荷達1噸，采用傳導冷卻技術成功地實現了將大體積復雜結構冷卻載荷的溫度降低至3.8 K超低溫，保證了超導磁體系統的穩定運行，擺脫了超導磁體系統對液氦、液氮等的依賴。
科研人員指出，具有“十字交叉溫孔” 結構的大口徑高場超導磁體，不僅能為用戶提供較大的強磁場應用空間，還可對樣品試驗過程的實時觀測提供條件，被廣泛用于材料處理、磁光學和磁化學等領域的探索研究。
日前，該系統已通過專家組的測試驗收，各項指標均達到設計要求。中科院電工所研制成功的大口徑“十字交叉溫孔”高場超導磁體系統，標志著我國在復雜結構高場超導磁體設計和制造的技術進入了國際先進行列。